Операционные усилители кратко называются операционными усилителями и также называются дифференциальными усилителями. Операционный усилитель обычно используется как дифференциальный усилитель в различных электрических и электронных схемах. Эти операционные усилители могут использоваться для выполнения фильтрации, преобразования сигнала и математических операций. В электрические и электронные компоненты такие как резисторы и конденсаторы, используются на входных и / или выходных клеммах операционного усилителя. Таким образом, в результате работы усилителя эффективность резистивной обратной связи или емкостной обратной связи регулируется этими компонентами. Таким образом, усилитель может выполнять различные операции, поэтому его называют операционным усилителем. В этой статье обсуждается обзор схемы дифференциального усилителя и ее работы.
Что такое дифференциальный усилитель
В электронный усилитель Используемый для усиления разницы между двумя входными сигналами, можно назвать дифференциальным усилителем. Обычно эти дифференциальные усилители состоят из двух клемм, а именно инвертирующей клеммы и неинвертирующей клеммы. Эти инвертирующие и неинвертирующие клеммы обозначены - и + соответственно.
Схема дифференциального усилителя
Дифференциальный усилитель можно рассматривать как аналоговую схему, состоящую из двух входов и одного выхода. Схема дифференциального усилителя может быть представлена, как показано на рисунке ниже.
Дифференциальный усилитель
Выходное напряжение дифференциального усилителя пропорционально разнице между двумя входными напряжениями. Это можно представить в виде уравнения следующим образом:
Где A = коэффициент усиления усилителя.
Схема дифференциального усилителя на транзисторах
Дифференциальный усилитель схема на транзисторах может быть спроектирован, как показано на рисунке ниже, который состоит из двух транзисторов T1 и T2. Эти транзисторы и резисторы подключены, как показано на принципиальной схеме.
Схема на транзисторах
В схеме дифференциального усилителя есть два входа I1 и I2 и два выхода V1out и V2out. Вход I1 подается на вывод базы транзистора T1, вход I2 подается на вывод базы транзистора T2. Выводы эмиттера транзистора T1 и транзистора T2 подключены к общему резистору эмиттера. Таким образом, два входных сигнала I1 и I2 будут влиять на выходы V1out и V2out. Схема дифференциального усилителя состоит из двух напряжений питания Vcc и Vee, но клеммы заземления отсутствуют. Даже при однополярном питании цепь может работать нормально, как задумано (аналогично при использовании двух питающих напряжений). Следовательно, противоположные точки положительного напряжения питания и отрицательного напряжение питания подключены к земле.
Работающий
Работу дифференциального усилителя можно легко понять, подав один вход (скажем, на I1, как показано на рисунке ниже), который выдает выходной сигнал на обоих выходных клеммах.
Усилитель рабочий
Если входной сигнал (I1) подается на базу транзистора T1, то на резисторе, подключенном к клемме коллектора транзистора T1, появляется высокое падение напряжения, которое становится менее положительным. Если на базу транзистора T1 не поступает входной сигнал (I1), то на резисторе, подключенном к клемме коллектора транзистора T1, появляется небольшое падение напряжения, которое становится более положительным. Таким образом, мы можем сказать, что инвертирующий вывод, появляющийся на выводе коллектора транзистора T1, основан на входном сигнале I1, подаваемом на вывод базы T1.
Если T1 включается путем применения положительного значения I1, то ток, проходящий через сопротивление эмиттера, увеличивается, поскольку ток эмиттера и ток коллектора почти равны. Таким образом, если на эмиттере падает напряжение сопротивление увеличивается , то эмиттер обоих транзисторов идет в положительном направлении. Если эмиттер транзистора Т2 положительный, то база транзистора Т2 будет отрицательной, и в этом состоянии токопроводимость меньше.
Таким образом, будет меньше падение напряжения на резисторе, подключенном к выводу коллектора транзистора T2. Следовательно, для данного положительного входного сигнала коллектор T2 будет идти в положительном направлении. Таким образом, мы можем сказать, что неинвертирующий выходной сигнал, появляющийся на выводе коллектора транзистора T2, основан на входном сигнале, подаваемом на базу T1.
Усиление может управляться дифференцированно, принимая выходной сигнал между выводами коллектора транзисторов T1 и T2. Из приведенной выше принципиальной схемы, предполагая, что все характеристики транзисторов T1 и T2 идентичны и если базовые напряжения Vb1 равны Vb2 (базовое напряжение транзистора T1 равно базовому напряжению транзистора T2), то эмиттерные токи обоих транзисторов будут равны равно (Iem1 = Iem2). Таким образом, полный ток эмиттера будет равен сумме эмиттерных токов T1 (Iem1) и T2 (Iem2).
Таким образом, ток эмиттера может управляться как
Таким образом, ток эмиттера остается постоянным независимо от значения hfe транзисторов T1 и T2. Если сопротивления, подключенные к клеммам коллектора T1 и T2, равны, то их напряжения коллектора также равны.
Приложения
Применения дифференциальных усилителей включают следующее.
Есть множество приложения для дифференциальных усилителей В практических схемах обычно применяются схемы усиления сигнала, управление двигателями и серводвигателями, логика с эмиттерной связью, переключатель и т. д. входной каскад.
Для получения дополнительной информации о схемах усилителя и приложениях дифференциальных усилителей вы можете обратиться к нам, разместив свои запросы, предложения, идеи, комментарии, а также узнать, как проектировать проекты электроники самостоятельно в разделе комментариев ниже.
